課程設(shè)計---數(shù)字智力競賽搶答器的設(shè)計(參考版)
2025-06-08 16:10本頁面
【正文】 總之，在這次的課程設(shè)計過程中，我收獲了很多，即為我的以后學(xué)習(xí)設(shè)計有很大的幫助，也為將來的人生之路做好了一個很好的鋪墊。 17 本次設(shè)計是本人第一次運用數(shù)字電路模擬實際的東西 ， 因而在許多方面都還不熟練 ,不如說對一些元器件的功能還不完全了解，不能熟練運用，因而不能完全的一次性設(shè)計好該電路。 心得體會 此次課程設(shè)計經(jīng)過為期 2 周的不懈努力，目前基本達到了預(yù)期的要求，通過對整個系統(tǒng)的調(diào)試，可得到如下結(jié)論： 本系統(tǒng)是一個可供 4 人搶答的搶答器 ， 當(dāng)主持人按下禁止搶答的開關(guān)時 ， 搶答被禁止 。就系統(tǒng)本身而言，其集搶答、倒計時和計分于一體，每一部分又 十分簡練，設(shè)計巧妙且人性化很好，操作簡便，這是這次設(shè)計最大的優(yōu)點和亮點。結(jié)果和預(yù)測的一樣是不能搶答的。首先主持人斷開控制開關(guān)，宣布搶答開始，當(dāng)有選手搶答時 ,該選手的指示燈閃爍，并且揚聲器也鳴叫提示其他選手停止搶答，但該選手回答玩主持人的問題后，主持人宣布他回答是否正確，正確或錯誤就用計分器相應(yīng)給他加（減）分。按動各個按鍵，看看各管腳的電平變化是不是正確的，同時觀察各個集成器件的各個管腳的電平變化情況，以及數(shù)碼顯示器的顯示是否正確 .如有不正確的就將其逐個問題解決了再進行后面的調(diào)試，直到所有問題都解決 了為止。 圖 555 定時器 圖 D 觸發(fā)器 RESET VCCGND1TRIG2OUT34CVOLT5THOLD6DISCHG78U1555 13 本系統(tǒng)所用的元器件清單如表 1 所示。 4511 譯碼器將 JK 觸發(fā)器輸出的信號轉(zhuǎn)換成能夠在數(shù)碼管上顯示的有效信號。 綜上所述可知在本次設(shè)計的電路中， RS 邊沿 D 觸發(fā)器有四個，其作用是用來鎖存非最先搶答者的搶答信號。 D 觸發(fā)器不存在約束條件和一次變化現(xiàn)象，抗干擾性能強，工作速度快。 D 觸發(fā)器屬于脈沖 觸發(fā)方式。 4CLK3D21Q5Q6CLRPRU?A54AC74FMQB D 觸發(fā)器如圖，其功能有： ⑴ D 觸發(fā)器具有接收并記憶信號的功能，又稱為鎖存器。 集成 555 定時器是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結(jié)合在一起的中規(guī)模集成電路 ,因集成電路內(nèi)部含有 3 個 5 千歐電阻而得名 ,在控制、定時、檢測、放聲、報警等方面有著廣泛的應(yīng)用。 此次用 3 個 JK 觸發(fā)器主要是構(gòu)成三位二進制倒計時器計數(shù)器，其中前一個 JK 觸發(fā)圖 NPN 三極管 圖 JK 觸發(fā)器管 12 器的 Qn 端接下一個 JK 觸發(fā)器 CP 端。 錯誤 !未找到引用源。 主從 JK 觸發(fā)器屬于脈沖觸發(fā)方式，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)只在時鐘脈沖的負跳變沿發(fā)生； 錯誤 !未找到引用源。而在使用中各個器件也不是獨立工作。其中三極管的開關(guān)作用就是利用了它的 3 兩點性質(zhì)。在模電中主要學(xué)習(xí)了三極管的放大功能和開關(guān)作用，而在這次設(shè)計的電路中，主要是運用了三極管的開關(guān)作用。 11 在這次設(shè)計的用于競賽的搶答器，電路圖 時很簡單，組成器件應(yīng)該說都是數(shù)電和模電中很常見的。此時該選手的得分即為 200。 當(dāng)?shù)谑畟€脈沖到來時， U2 的輸出端 Q1Q2Q3Q4 輸出 1010，同時與 Q0Q2 相連的與門將接收一個低電平信號輸入到管腳 11 使置數(shù)從新變?yōu)?0 開始計數(shù)即輸出又從零開始。 該計數(shù)器由兩個 SN74190 和一個 D 觸發(fā)器構(gòu)成，其圖如下： D015Q03D11Q12D210Q26D39Q37RCO13CL K14E4D/U5PL11TC12U27 4 1 9 0D015Q03D11Q12D210Q26D39Q37RCO13CL K14E4D/U5PL11TC12U 2 U 17 4 1 9 0U1NO TD5Q1CL K3Q2R4S6U 1 : A4 0 1 3S W 1S W S P S T 圖 計分器電路圖 其中 74190 是一個 加減計數(shù)器，其由控制端 5 管腳控制，當(dāng) 5 端口輸入為高電平時，工作狀態(tài)為一個減法器，當(dāng) 5 端口接低電平時，工作狀態(tài)為加法器。 10 計分器電路 計分器是用來記錄先手的得分情況，因此計分器在競賽中也顯得比較重要。 當(dāng)?shù)谝粋€脈沖到來時， JK 觸發(fā) 器輸出 =111，數(shù)碼管上此時顯示為 7，再來一個脈沖，JK 觸發(fā)器又輸出為 110，此時顯示 6，依此類推，當(dāng) JK 觸發(fā)器輸出為 000 時，此時與JK 觸發(fā)器的輸出端相連的與非門輸出則變?yōu)?1，使得揚聲器發(fā)出聲響提示選手搶答時間到了，不應(yīng)再搶答。 當(dāng)?shù)谌齻€時鐘脈沖下降沿到觸發(fā)器 Fo 的 CP 端時， FO 觸發(fā)器狀態(tài)又翻轉(zhuǎn)， Q0由“ 0”變?yōu)椤?1”， Q0則由“ 1”變?yōu)椤?0”（相當(dāng)于脈沖的下降沿），它送到 F1 的 CP 端，觸發(fā)器 F1 狀態(tài)翻轉(zhuǎn)， Q1由“ 1”變?yōu)椤?0”， Q1由“ 0”變?yōu)椤?1”，觸發(fā)器 F2 的狀態(tài)不變，計數(shù)器的輸出為 101 同樣道理，當(dāng)?shù)谒?~第七脈沖到來時，計數(shù)器的 Q012依次變?yōu)?100、 01 0 001。 CJQNCLRKQ.F0CJQNCLRKQ.F1CJQNCLRKQ.F2Q2 Q1 Q0 9 當(dāng)?shù)谝粋€時鐘脈沖的下 降沿到觸發(fā)器 Fo 的 CP 端是，觸發(fā)器 Fo 開始工作，由于J=K=1， JK觸發(fā)器的功能是翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器 Fo的狀態(tài)有“ 0”變?yōu)椤?1”，即 Q0=1， Q0由“ 1”變?yōu)椤?0”，這相當(dāng)于一個脈沖的下降沿，它送到觸發(fā)器 F1 的狀態(tài)有“ 0”變?yōu)椤?1”，即 Q1=1， Q1由
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